Гидравлические системы буровых станков

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Карагандинский государственный технический университет

Реферат

По дисциплине: Горные и транспортные машины и комплексы на ОГР

Гидравлические системы буровых станков

Проверил:

Телиман И.В.

Выполнил:

Черников В.А.

Содержание

Введение

1. Назначение и основные элементы гидравлической системы буровых станков и установок

2. Гидравлическая система станка СКБ-4

3. Работа гидравлической системы при бурении с автоматическим перехватом

4. Работа гидравлической системы при перехвате

5. Работа гидравлической системы при обратном перехвате

6. Работа гидравлической системы при раскреплении и закреплении верхнего гидропатрона

7. Работа гидравлической системы при подъёме, остановке и опускании траверсы (шпинделя)

8. Работа гидравлической системы при перемещении станка

9. Гидравлическая система установки 1БА15В (Н)

10. Гидравлическая система установки УРБ-3АМ

Список использованной литературы

Введение

С развитием комплексной механизации и автоматизации производственных процессов при бурении скважин использование гидропривода в буровых станках и установках находит всё более широкое применение. Это происходит благодаря существенным преимуществам гидравлического привода, таким как:

- Бесступенчатое плавное регулирование скорости движения исполнительных органов бурового оборудования и развиваемых ими усилий;

- Простота получения любого вида механического перемещения, плавность работы и лёгкость реверсирования исполнительных органов;

- Получение больших усилий при ограниченных размерах исполнительных органов наряду с надёжной защитой последних от перегрузок за счёт ограничения максимального давления в гидросистеме;

- Лёгкость управления исполнительными органами и обеспечения контроля над гидросистемой в процессе работы. Практически все современные буровые станки и установки колонкового и структурно-поискового бурения гидрофицированы, поэтому при изучении бурового оборудования большое внимание уделяется вопросам работы гидросистем.

1. Назначение и основные элементы гидравлической системы буровых станков и установок

Гидравлическая система буровой установки или станка представляет собой комплекс устройств, предназначенных для управления и приведения в действие исполнительных органов бурового оборудования рабочей жидкостью, нагнетаемой под давлением. Применение гидравлической системы позволяет упростить кинематику, повысить надежность работы оборудования, автоматизировать основные технологические операции при бурении.

Гидравлическая система буровой установки или станка включает:

- маслостанцию (маслонасосы и маслобак);

- аппаратуру управления, распределения и контроля;

- маслопроводы, соединяющие элементы гидросистемы между собой;

- исполнительные механизмы (в зависимости от комплектации): силовые гидроцилиндры и зажимные гидропатроны механизма подачи, гидроцилиндр перемещения станка, гидроцилиндры подъёма мачты, опорные домкраты шасси самоходной установки, гидромоторы вращателя и труборазворота. В гидроприводах буровых установок применяют объемные роторные (ротационные) маслонасосы: шестеренчатые и пластинчатые радиально-поршневые и аксиально-поршневые.

Часто используются пластинчатые маслонасосы в сдвоенном исполнении, состоящие из двух одинарных насосов, имеющих один приводной вал. Большинство установок укомплектовано также ручным маслонасосом, применяемым в случае выхода из строя штатного насосного оборудования. В качестве рабочей жидкости гидропривода обычно используется индустриальное масло марки И-20А ГОСТ 20799-75. Аппаратура управления включает устройства для регулирования направления потока, количества и давления рабочей жидкости: золотники-распределители различных типов, дроссели, обратные клапаны, напорные золотники и предохранительные клапаны. Контроль давления осуществляется манометрами. Применяемые в буровых установках силовые гидроцилиндры вне зависимости от их назначения имеют сходную конструкцию. В буровых установках наибольшее распространение получили аксиальные гидромоторы роторно-поршневого типа. Конструктивно они выполняются либо с наклонным подшипником, либо с наклонным блоком цилиндров.

В станках колонкового бурения со шпиндельным вращателем и гидравлическим механизмом подачи зажимные патроны и гидроцилиндры подачи конструктивно являются составной частью вращателя станка. В состав вращателя входят верхний нормально замкнутый и нижний нормально разомкнутый пружинно-гидравлические гидропатроны и два гидроцилиндра подачи. Захват бурового снаряда верхним гидропатроном осуществляется усилием пружин, освобождение - при подаче масла в полость гидропатрона. Захват бурового снаряда нижним гидропатроном осуществляется при подаче масла в полость гидропатрона, освобождение - усилием возвратной пружины. Верхний гидропатрон закреплен на траверсе вращателя, соединенной со штоками двух гидроцилиндров подачи, которые закреплены в корпусе вращателя. Нижний гидропатрон закреплен на корпусе вращателя. Вращающиеся части гидропатронов закреплены на пустотелом шпинделе и закрыты кожухами. Верхний гидропатрон вместе с траверсой может осуществлять поступательное движение и передавать вращение буровому снаряду. Нижний гидропатрон может осуществлять только передачу вращения буровому снаряду.

Верхний гидропатрон состоит из вращающейся и невращающейся частей. В верхней части вращающегося пустотелого шпинделя имеются пазы, в которые вставлены кулачки (плашки), зажимающие бурильную трубу. Усилие кулачкам передается от пакета пружин (тарельчатых или витых) через наклонную поверхность вращающейся обоймы, надетой на шпиндель. Обойма через шарикоподшипник взаимодействует с невращающимся поршнем. Этот шарикоподшипник разделяет вращающиеся и невращающиеся части гидропатрона. Поршень гидропатрона помещен в кольцевую полость, образованную цилиндром и стаканом. Цилиндр и стакан закреплены на корпусе и не вращаются. Уплотнение между цилиндром и поршнем обеспечивается круглыми резиновыми кольцами.

При движении поршня в момент подачи масла в полость гидропатрона, одновременно перемещается и обойма, которая и отводит кулачки от бурильной трубы и сжимает пружины. После соединения полости гидропатрона со сливом пружины возвращают обойму и кулачки в исходное положение, и гидропатрон закрепляется. Нижний гидропатрон также состоит из вращающейся и невращающейся частей. В нижней части вращающейся приводной муфты шпинделя имеются пазы, в которые вставлены кулачки, взаимодействующие с обоймой также как и в верхнем гидропатроне. В разжатом положении кулачки удерживаются усилием пружин. При подаче масла в полость нижнего гидропатрона подвижный невращающийся цилиндр вместе с кожухом перемещается вверх, скользя по неподвижному стакану, и, взаимодействуя с обоймой через шарикоподшипник, разделяющий вращающуюся и невращающуюся части, перемещает её вверх. При движении обоймы вверх одновременно сжимается и возвратная пружина.

Обойма при движении скользит своими наклонными плоскостями по опорным поверхностям кулачков, сближая их и зажимая ими бурильную трубу. При снятии давления масла в гидропатро не обойма под действием усилия пружин перемещается в исходное положение. При движении обойма отводит кулачки от бурильной трубы и гидропатрон раскрепляется. Уплотнение элементов гидравлической части нижнего гидропатрона также осуществляется круглыми резиновыми кольцами. Верхний и нижний гидропатроны комплектуются одинаковыми кулачками (зажимными плашками), обеспечивающими зажим ведущей бурильной трубы. Гидросистемой буровых установок и станков в зависимости от их комплектации могут выполняться следующие операции технологического процесса бурения скважины:

1. Подъём, остановка и опускание шпинделя вращателя с буровым инструментом или без него в пределах рабочего хода цилиндров механизма подачи.

2. Подача бурового инструмента на забой при бурении с возможностью регулирования её как по осевой нагрузке, так и по скорости.

3. Определение веса бурового инструмента, установка осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент и контроль за осевой нагрузкой в процессе бурения.

4. Расхаживание бурового снаряда в скважине в пределах хода шпинделя.

5. Раскрепление (закрепление) и перекрепление гидропатронов.

6. Перехват и автоперехват бурового снаряда с быстрым подъёмом раскрепленного гидропатрона.

7. Управление тормозом станка для стопорения барабана лебедки при подвешивании бурового снаряда на крюке талевого блока или при аварийном отключении электроэнергии.

8. Прямое и реверсивное вращение гидромотора вращателя.

9. Перемещение станка по раме к устью скважины или от скважины.

10. Прямое и реверсивное вращение гидромотора труборазворота для свинчивания и развинчивания бурильных труб.

11. Подъём и опускание буровой мачты.

2. Гидравлическая система станка СКБ-4

Устройство гидравлической системы.

Схема гидравлической системы станка СКБ-4 изображена на рис. 3.1. Подача масла осуществляется от маслонасосной станции A1, которая включает в себя сдвоенный маслонасос НП1 с приводным двигателем M1, маслобак Б1, ручной маслонасос Н2 и приемный фильтр Ф1. Секции маслонасоса НП1 подают масло в гидросистему двумя независимыми потоками, образуя две системы: гидропатронов и подачи. В систему гидропатронов масло поступает от левой (на схеме) секции маслонасоса НП1.1 через фильтр Ф2 и обратный клапан КО1 в распределитель Р2. От распределителя масло подаётся либо на слив в маслобак через гидрораспределитель с электромагнитным управлением РЗ, либо в распределительную плиту A3. От распределительной плиты масло может поступать в цилиндры Ц2 верхнего гидропатрона и ЦЗ нижнего гидропатрона и в полость управления золотника быстрого подъёма Р5. В систему подачи масло поступает от правой (на схеме) секции маслонасоса НП1.2 через обратный клапан КО2 в прибор управления А5. От прибора управления масло подаётся либо в гидроцилиндры подачи Ц1, либо в гидроцилиндр Ц4 механизма перемещения станка.

К нагнетательным магистралям секций маслонасосов после обратных клапанов подключены предохранительные клапаны КП1 и КП2 и манометры системы гидропатронов МН1 и системы подачи МН2. Ручной маслонасос Н2 подключен к гидросистеме через переключатель Р1, имеющий две позиции: «Гидропатрон» и «Вращатель». Обратные и предохранительные клапаны и переключатель встроены в плите А2. Распределитель системы гидропатронов Р2 имеет четыре позиции: «Закрепить» и «Раскрепить» относятся к управлению верхним гидропатроном при раскрепленном нижнем гидропа-троне; «Перехват» и «Обратный перехват» - к управлению обоими гидропатронами и золотником быстрого подъёма. 3 Гидравлическая система станка СКБ-4.

Прибор управления А5 имеет пять позиций распределения потока масла в системе подачи. Позиции «Вверх» и «Вниз» определяют направление движения траверсы вращателя; позиции «К скважине» и «От скважины» - направление перемещения станка по раме. Позиция «Стоп» соответствует остановке движения траверсы и станка. Скорость перемещения траверсы и станка, а также осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент регулируются дросселем ДР2, встроенным в прибор управления. Контроль осевой нагрузки осуществляется по указателю нагрузки на породоразрушающий инструмент МН3, подключенному к напорной магистрали системы подачи через золотник отключения указателя нагрузки Р7. От дросселя масло отводится в сливную магистраль через золотник быстрого подъёма Р5.

В зависимости от положения рукояток на блоке гидравлического управления и пакетного выключателя на магнитной станции (электрическом шкафу) различают бурение с автоматическим перехватом и бурение с перехватом от ручного управления. Включение и отключение автоматического перехвата производится блоком конечных выключателей, установленным на вращателе, а при ручном управлении - распределителем, расположенным на блоке гидравлического управления. Автоматический перехват может производиться только в нижнем положении траверсы вращателя, а перехват от ручного управления - в любом положении траверсы.

При бурении с автоматическим перехватом машинист буровой установки не переключает органы управления гидросистемой станка, а лишь ведет наблюдение за её работой, контролируя установленную осевую нагрузку на породоразрушающий инструмент по указателю МН3. При ручном управлении перехват включается установкой рукоятки распределителя Р2 в положение «Перехват», а отключается установкой его рукоятки в положение «Закрепить». При «Обратном перехвате» управление гидросистемой производится раздельно распределителем Р2 и прибором управления А5.

Причем распределителем Р2 закрепляется нижний гидропатрон и раскрепляется верхний гидропатрон (перекрепление), а скорость подачи шпинделя (траверсы) регулируется дросселем ДР2 прибора управления А5. Подачу шпинделя и перемещение станка можно производить независимо от того, закреплен верхний гидропатрон или раскреплен.

3. Работа гидравлической системы при бурении с автоматическим перехватом

При бурении с автоматическим перехватом рукоятка распределителя Р2 устанавливается в положение «Закрепить» (позиция б), рукоятка прибора управления А5 в положение «Вниз» (позиция г), пакетный выключатель автоматического перехвата на магнитной станции (электрическом шкафу) - в положение «Автомат». Бурение ведется с регулятором подачи А4.

Поток масла, подаваемый маслонасосом НП1.1 системы гидропатронов, от распределителя Р2 направляется на слив в маслобак через гидрораспределитель с электромагнитным управлением Р3 («электрозолотник»). Следовательно, маслонасос системы гидропатронов в это время разгружен. Масло в гидропатроны не поступает и давление в их полостях отсутствует. Поэтому верхний гидропатрон закреплен (бурильная труба зажата кулачками), а нижний - раскреплен.

В системе подачи поток масла от маслонасоса НП1.2 через каналы распределителя Р6 прибора управления А5 поступает в верхние полости гидроцилиндров подачи. Давление в верхних полостях, необходимое для создания осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент, устанавливается дросселем ДР2 прибора управления А5 по указателю осевой нагрузки МН3. По мере движения траверсы вниз масло из нижних полостей гидроцилиндров подачи вытесняется через регулятор подачи А4, прибор управления и золотник быстрого подъёма в сливную магистраль. Клапан веса КД1 регулятора подачи А4 настроен на давление в нижних полостях гидроцилиндров подачи, уравновешивающее вес бурового снаряда.

Когда траверса достигает своего крайнего нижнего положения, срабатывает блок конечных выключателей, установленный на вращателе, включая электрическое реле, расположенное в магнитной станции (электрическом шкафу). Реле замыкает электрическую цепь катушки электромагнита Y3 гидрораспределителя Р3. При включении электромагнита гидрораспределителя его золотник из исходного положения б переключается в положение а, сжимая пружину. В этом положении золотник гидрораспределителя перекрывает слив потока масла, поступающего от маслонасоса системы гидропатронов. Масло от распределителя начинает поступать в левую (на схеме) полость нижнего пилотного золотника РК2 распределительной плиты А3. Клапан пилотного золотника перемещается вправо и открывает проход маслу через центральный канал и демпфер ДР1 в правую полость верхнего пилотного золотника РК1 и к золотнику блокировки Р4. Через верхний пилотный золотник и вентиль ВН1 масло подводится к цилиндру верхнего гидропатрона. Для обеспечения последовательности срабатывания гидропатронов и золотника быстрого подъёма при перехвате используется принцип включения гидравлических элементов «по давлению», который заключается в том, что вначале срабатывает элемент, рассчитанный на меньшее давление, а затем элемент, рассчитанный на большее давление. Поэтому вначале срабатывает золотник блокировки Р4, который перекрывает слив из полости цилиндра Ц3 нижнего гидропатрона (позиция б).

Масло от золотника блокировки через обратный клапан КО3 поступает в полость нижнего гидропатрона и одновременно через каналы распределителя Р2 отводится в полость управления золотника быстрого подъёма Р5. Так как усилие пружин в верхнем гидропатроне значительно больше, чем в нижнем гидропатроне, то вначале начинает движение поршень нижнего гидропатрона, а затем поршень верхнего гидропатрона, т. е. вначале будет производиться закрепление нижнего гидропатрона.

При закреплении нижнего гидропатрона в первый момент производится подвод кулачков к бурильной трубе. При этом давление в системе гидропатронов около 0,5 МПа. Затем, когда кулачки доходят до бурильной трубы, давление в системе гидропатронов резко возрастает. При достижении давления 3,2-3,4 МПа нижний гидропатрон развивает усилие, обеспечивающее надежное закрепление бурильной трубы. После закрепления нижнего гидропатрона производится раскрепление верхнего гидропатрона, т. е. отвод его кулачков от бурильной трубы. При дальнейшем повышении давления в системе гидропатронов до 3,6-3,9 МПа золотник быстрого подъёма Р5 переключается в позицию а, перекрывая слив масла от дросселя ДР2 и распределителя Р6 прибора управления А5. При этом одновременно соединяются верхние и нижние полости гидроцилиндров подачи Ц3 с нагнетательной магистралью маслонасоса системы подачи НП1.2. Производится так называемое дифференциальное подключение гидроцилиндров подачи траверсы вращателя к маслонасосу. В этом случае вследствие разности площадей верхних (штоковых) и нижних (поршневых) полостей гидроцилиндров подачи на их поршни будет действовать гидравлическое усилие, направленное вверх. Происходит быстрый подъём траверсы с раскрепленным верхним гидропатроном (при закрепленном нижнем гидропатроне).

В конце хода быстрого подъёма, когда траверса подходит к верхнему крайнему положению, происходит отключение перехвата, так как срабатывает блок выключателей. Это приводит к отключению реле и электромагнита Y3 гидрораспределителя Р3. Тогда золотник гидрораспределителя под действием пружины возвращается в исходное положение б, открывая слив потоку масла, поступающего от маслонасоса системы гидропатронов НП1.1. Одновременно с отключением электромагнита гидрораспределителя полость верхнего гидропатрона через распределительную плиту А3 и распределитель Р2 соединяется со сливом.

При отключении перехвата вначале закрепляется верхний гидропатрон. Под действием силовых пружин верхнего гидропатрона кулачки подводятся к бурильной трубе, и масло вытесняется на слив из его полости через подводящую магистраль. В это время нижний гидропатрон удерживается в закрепленном состоянии золотником блокировки Р4. После полного вытеснения масла из верхнего гидропатрона он окончательно закрепляется, а золотник блокировки отключается. После того как золотник займет исходную позицию а, через него открывается слив из полости нижнего гидропатрона и из полости управления золотника быстрого подъёма. Происходит отвод кулачков (раскрепление) нижнего гидропатрона под действием его возвратных пружин и переключение золотника быстрого подъёма в исходную позицию б, в которой полости гидроцилиндров подачи разъединяются, и открывается слив от дросселя ДР2 прибора управления А5. Таким образом, гидросистема возвращается в исходное положение, и бурение продолжается с той же осевой нагрузкой на породоразрушающий инструмент, что и до включения автоматического перехвата.

4. Работа гидравлической системы при перехвате

При выполнении перехвата вручную пакетный переключатель автоматического перехвата предварительно должен быть установлен в положение «Отключено». Для включения перехвата необходимо рукоятку распределителя Р2 перевести из положения «Закрепить» в положение «Перехват» (позиция в). В этом случае поток масла системы гидропатронов от распределителя Р2 поступает в правую полость (по схеме) нижнего пилотного золотника РК2. Клапан пилотного золотника перемещается в левое положение и открывает проход маслу через демпфер ДР1.

Дальнейшая последовательность срабатывания элементов гидросистемы при перехвате та же, что и при автоматическом перехвате. Происходит закрепление нижнего гидропатрона, раскрепление верхнего гидропатрона и быстрый подъём траверсы вращателя с раскрепленным верхним гидропатроном. При этом буровой снаряд удерживается закреплённым нижним гидропатроном. Отключение ручного перехвата производится установкой рукоятки распределителя из положения «Перехват» в положение «Закрепить» (позиция б). Последовательность срабатывания элементов гидросистемы при отключении перехвата та же, что и при отключении автоматического перехвата. При этом происходит закрепление верхнего гидропатрона с последующим раскреплением нижнего гидропатрона и отключением быстрого подъёма, т. е. гидросистема приобретает исходное положение, и бурение продолжается с осевой нагрузкой, которая была установлена до перехвата.

5. Работа гидравлической системы при обратном перехвате

При подъёме бурового инструмента из скважины гидроцилиндрами подачи на высоту, превышающую ход шпинделя, выполняют обратный перехват, который заключается в следующем. После подъёма траверсы до верхнего крайнего положения рукоятку распределителя Р2 устанавливают в положение «Обратный перехват» (позиция г).

При этом положение рукоятки распределение потока масла в системе гидропатронов такое же, как и при перехвате, за исключением того, что линия управления золотника быстрого подъёма Р5 перекрыта, и золотник Р5 не включает быстрый подъём. Происходит закрепление нижнего гидропатрона, раскрепление верхнего гидропатрона, но не совершается быстрый подъём траверсы вращателя. Для последующего опускания траверсы с раскрепленным верхним гидропатроном рукоятку прибора управления устанавливают в положение «Вниз» и дросселем ДР2 повышают давление в системе подачи. В нижнем положении траверсу останавливают, распределитель переключают в положение «Закрепить». Подъём бурового инструмента повторяют установкой рукоятки прибора управления в положение «Вверх», одновременно при этом повышая давление в системе подачи вращением маховичка дросселя ДР2 по часовой стрелке.

6. Работа гидравлической системы при раскреплении и закреплении верхнего гидропатрона

Операции по закреплению и раскреплению верхнего гидропатрона можно выполнять как при остановке траверсы, так и при её движении. При выполнении этих операций нижний гидропатрон всегда остается раскрепленным. Для раскрепления верхнего гидропатрона рукоятка распределителя устанавливается в положение «Раскрепить» (позиция а). При этом поток масла системы гидропатронов от распределителя Р2 подаётся в левую полость пилотного золотника РК1 распределительной плиты А3. Клапан пилотного золотника перемещается в правое положение и открывает проход маслу через вентиль ВН1 в полость верхнего гидропатрона. Для закрепления верхнего гидропатрона рукоятку распределителя устанавливают в положение «Закрепить» (позиция б).

При этом поток масла системы гидропатронов от распределителя направляется на слив через гидрораспределитель с электромагнитным управлением Р3, а масло из полости верхнего гидропатрона через верхний пилотный золотник РК1 распределительной плиты А3 и распределитель Р2 направляется в сливную магистраль под действием пружины верхнего гидропатрона. Верхний гидропатрон закрепляет бурильную трубу. При включении позиций «Закрепить» или «Раскрепить» распределителя Р2 системы гидропатронов прибор управления (распределитель Р6) системы подачи может быть установлен в любую из имеющихся пяти позиций.

7. Работа гидравлической системы при подъёме, остановке и опускании траверсы (шпинделя)

Подъём шпинделя применяется для отрыва коронки от забоя скважины, расхаживания бурового инструмента или использования гидроцилиндров подачи в качестве домкрата. Для включения этой операции рукоятка прибора управления устанавливается в положение «Вверх» (распределитель Р6 в позиции б), рукоятка распределителя - в положение «Закрепить». При подъёме траверсы с раскрепленным верхним гидропатроном рукоятка распределителя Р2 должна быть установлена в положение «Раскрепить».

При подъёме шпинделя масло от маслонасоса системы подачи НП1.2 через прибор управления А5 подаётся в нижние полости гидроцилиндров подачи. Усилие, необходимое для подъёма, и скорость перемещения траверсы устанавливаются дросселем прибора управления ДР2. При полностью закрытом дросселе скорость будет наибольшей. Для опускания траверсы или бурового инструмента рукоятка прибора управления устанавливается в положение «Вниз» (распределитель Р6 в позиции г).

Давление и скорость подачи при этом регулируются дросселем прибора управления ДР2 и клапаном веса КД1 регулятора подачи А4. В этом случае масло от маслонасоса системы подачи через прибор управления подаётся в верхние полости гидроцилиндров подачи. При движении поршней вниз масло из нижних полостей цилиндров подачи вытесняется через регулятор подачи, прибор управления и золотник быстрого подъёма в сливную магистраль. Клапан веса КД1 при этом должен быть открыт вращением маховичка регулятора подачи против часовой стрелки. Для кратковременной остановки траверсы в любом положении следует снизить давление в системе подачи вращением маховичка дросселя ДР2 против часовой стрелки и затем перевести рукоятку прибора управления в положение «Стоп».

Остановку и опускание бурового инструмента можно производить также одним из двух дополнительных способов:

- установкой рукоятки прибора управления в положение «Вверх» и снижением давления в нижних полостях гидроцилиндров подачи, вращая маховичок дросселя прибора управления против часовой стрелки;

- регулированием давления настройки регулятора подачи.

8. Работа гидравлической системы при перемещении станка

Перемещение бурового станка к скважине для выполнения работ по бурению и отодвигания его от скважины для производства спускоподъёмных операций осуществляется механизмом перемещения станка А6, снабженным гидрозамком ЗМ1. Гидрозамок обеспечивает запирание полостей гидроцилиндра Ц4 и автоматическую фиксацию станка на раме в любых положениях.

Для перемещения станка к устью скважины рукоятка прибора управления устанавливается в положение «К скважине» (позиция а). Поток масла от маслонасоса системы подачи через прибор управления поступает в правый подвод гидрозамка. С повышением давления в гидросистеме, осуществляемым вращением маховичка дросселя ДР2 по часовой стрелке, открывается правый клапан гидрозамка, и масло поступает в правую полость гидроцилиндра перемещения станка. Одновременно поршень гидрозамка перемещается влево и толкателем открывает левый клапан. По мере поступления масла в правую полость гидроцилиндра перемещения станка последний совершает движение вправо, и станок, соединенный с ним, перемещается к скважине.

При движении станка масло из левой полости гидроцилиндра вытесняется через левый клапан гидрозамка и прибор управления в сливную магистраль. При снижении давления до нуля (вращением маховичка дросселя ДР2 против часовой стрелки) перемещение станка прекращается. Под действием пружины клапаны гидрозамка закрываются и запирают полости гидроцилиндра перемещения, осуществляя автоматическую фиксацию станка на раме от действия внешних сил. Для перемещения станка от скважины рукоятка прибора управления устанавливается в положение «От скважины» (позиция д). В этом случае поток масла от маслонасоса поступает через левый клапан гидрозамка в левую полость гидроцилиндра перемещения станка. При этом поршень гидрозамка перемещается вправо, открывая правый клапан и сообщая через него правую полость гидроцилиндра со сливной магистралью. Гидроцилиндр и станок перемещаются влево, т. е. от скважины. Остановка станка с последующей автоматической фиксацией его на раме производится, как и в случае перемещения к скважине, снижением давления в системе подачи. Перемещение станка к скважине или от скважины и остановку его с автоматической фиксацией можно производить в любой точке в пределах его хода.

9. Гидравлическая система установки 1БА15В (Н)

Гидравлическая система буровой установки 1БА15В (Н) предназначена для подъёма и опускания мачты, обеспечения работы гидрораскрепителя, а в установках, которые комплектуются механизмом подачи, - для управления им и зажимным механизмом.

Для привода гидросистемы в буровой установке 1БА15В (Н) в штатном режиме используется шестеренный маслонасос НШ-10 (на схеме обозначен Н1). Масло из маслобака Б1 поступает по нагнетательной линии через приемный сетчатый фильтр Ф1, запорный кран ВН1 и обратный клапан Г51-23 (на схеме обозначен КО1) в пульт управления А1. Сливная линия оборудована сетчатым фильтром Ф2. Масляный бак со смонтированными фильтрами и обратными клапанами установлен на платформе агрегата. Для удаления воздуха из гидросистемы установки необходимо включить шестеренный маслонасос вхолостую на 5...8 мин (зимой - на 12...15 мин). Для подъёма мачты на высоту, позволяющую откинуть кабину автошасси при неработающем двигателе, в гидравлической системе имеется ручной насос Н2, с помощью которого масло через обратный клапан КО2 подаётся в гидросистему установки. Пульт управления А1 включает в себя плиту распределителей Р75-23 (на схеме обозначен А2), блок предохранительно-разгрузочных клапанов М-КП-12 (на схеме обозначен А3), дроссель Г77-31В (на схеме обозначен ДР1) и манометр МН1.

Плита распределителей А2 включает в себя три четырехпозиционных гидрораспределителя с ручным управлением Р1, Р2 и Р3 и блок напорных золотников КП3 и КП4. Гидрораспределитель Р1 обеспечивает распределение потока масла в полости гидроцилиндров механизма зажима бурового инструмента Ц6 и Ц7. Золотник распределителя Р1 может занимать четыре положения: «Закрепить» (позиция а), «Стоп» (позиция б), «Раскрепить» (позиция в) и «Слив в бак» (позиция г). Гидрораспределитель Р2 обеспечивает распределение потока масла в полости гидроцилиндров механизма подачи Ц4 и Ц5.

Механизм подачи в установке 1БА15В(Н) применяется для осуществления принудительного давления на забой, для подъёма и взвешивания бурильной колонны. Золотник распределителя Р1 может занимать четыре положения: «Рабочий ход» (позиция а), «Стоп» (позиция б), «Обратный ход» (позиция в) и «Слив в бак» (позиция г). Гидрораспределитель Р3 обеспечивает распределение потока масла либо в полости гидроцилиндра гидрораскрепителя Ц3, либо в полости домкратов подъёма мачты Ц1 и Ц2. Золотник распределителя Р3 может занимать четыре положения: «Рабочий ход» (позиция а), «Стоп» (позиция б), «Обратный ход» (позиция в) и «Слив в бак» (позиция г).

Гидрораскрепитель представляет собой силовой гидроцилиндр поршневого типа, к подвижному штоку которого через кольцо крепится конец каната для страгивания затянутых резьбовых соединений бурильной колонны. Домкраты Ц1 и Ц2 подъёма и спуска мачты представляют собой трехступенчатые складные гидроцилиндры, в поршневые и штоковые полости которых встроены обратные клапаны КО3, КО4, КО5 с демпферами Д2, Д3, Д4. При подъёме мачты масло из гидросистемы через обратные клапаны КО3 и КО4 и демпферы Д3, Д4 поступает в нижнюю полость домкрата. Воздух, скопившийся в нижней полости домкрата, выходит через демпфер Д2 обратного клапана КО5 в сливную линию. Расход масла из нижней полости в сливную линию через демпфер незначителен и не влияет на грузоподъёмность домкрата. При опускании мачты масло из гидросистемы поступает в верхнюю полость домкрата. Демпфер Д2 при этом закрыт обратным клапаном КО5. С помощью поршня происходит принудительное заваливание мачты до перехода её через «мертвую» точку, далее мачта опускается под действием собственной массы. Обратные клапаны КО3 и КО4 при этом закрыты, поэтому масло из нижней полости сливается только через демпферы Д3, Д4. Это обеспечивает вытеснение масла с небольшой скоростью и плавное опускание мачты. Домкраты подъёма и опускания мачты и гидрораскрепитель смонтированы на платформе агрегата.

На подводных линиях цилиндра гидрораскрепителя и домкратов подъёма мачты установлены запорные вентили ВН2, ВН3, ВН4, ВН5, что упрощает раздельное управление этими элементами гидропривода. Блок предохранительно-разгрузочных клапанов А3 предназначен для предохранения системы от перегрузок. Если все три гидрораспределителя блока А2 установлены в позицию «Стоп», то подводы от маслонасоса заперты золотниками гидрораспределителей. В этом положении полость, в которой размещена пружина перепускного клапана КП1, через каналы и проточки золотников гидрораспределителей Р1, Р2 и Р3 соединяется со сливной магистралью.

Перепускной клапан под действием небольшого подпора, образующегося при истечении некоторого объема масла через дроссель клапана, открывается и перепускает весь поток масла от маслонасоса в маслобак. Эта нейтральная позиция «Стоп» соответствует работе маслонасоса с разгрузкой. Давление в системе из-за потерь в гидроаппаратуре пульта управления и в сливной линии может подняться до 1,5 МПа. При установке золотника любого гидрораспределителя в одну из рабочих позиций прерывается цепь отвода масла в маслобак из полости пружины перепускного клапана. Давление масла в полости пружины клапана поднимается, и золотник клапана усилием пружины перекрывает поток масла из напорной магистрали на слив в маслобак. При давлении масла в напорной магистрали менее 11-12,5 МПа, что соответствует давлению настройки предохранительного клапана, клапан КП1 закрыт и протекания масла через него нет. При увеличении давления масла в системе, превышающего величину, на которую настроен предохранительный клапан, золотник клапана под действием давления масла сжимает пружину и открывает проход маслу в сливную магистраль. Это в свою очередь приводит к снижению давления масла в полости пружины перепускного клапана, который открывается и пропускает через себя в маслобак избыток масла.

Дроссель игольчатого типа ДР1 регулирует расход масла в цепи управления блоком предохранительных клапанов А3. Изменяя сопротивление дросселя, можно уменьшить или увеличить скорость слива масла. При вращении рукоятки по часовой стрелке скорость слива уменьшается до нуля, а давление в гидросистеме увеличивается; при вращении против часовой стрелки скорость слива увеличивается, а давление в гидросистеме уменьшается. Контроль за давлением в системе осуществляется по манометру МН1, размещенному на пульте управления А3 и встроенному в нагнетательную ветвь гидросистемы через демпфер.

10. Гидравлическая система установки УРБ-3АМ

Гидравлическая система установки УРБ-3АМ предназначена для осуществления подъёма и спуска мачты, а также для работы с аварийными гидравлическими домкратами при ликвидации аварий. Для привода гидросистемы буровой установки УРБ-3АМ используется лопастной маслонасос НП1. Масло из маслобака Б1 поступает по нагнетательной линии через приемный сетчатый фильтр Ф1 и обратный клапан КО1 в пульт управления А1. Пульт управления включает три дросселя игольчатого типа ДР1, ДР2, ДР3 и трехпозиционный золотник-распределитель с ручным управлением Р1. Между нагнетательной и сливной линией размещен предохранительный клапан КП1, обеспечивающий сброс масла при повышении давления в гидросистеме свыше нормативного. Пульт управления А1 предназначен для управления гидравлическими домкратами подъёма мачты Ц1 и Ц2 и аварийными гидравлическими домкратами Ц3. Подъём мачты буровой установки производят при открытом дросселе ДР3. При полностью закрытом дросселе ДР1 обеспечивается максимальная скорость подъёма мачты. Путем изменения степени открытия дросселя ДР1 часть масла перепускается в бак Б1, и скорость подъёма мачты уменьшается.

Спуск мачты производится при открытом дросселе ДР1, а регулировка скорости спуска - дросселем ДР3. При этом масло под действием веса мачты перетекает из-под домкратов в маслобак. При работе с гидродомкратами подъёма мачты дроссель ДР2 должен быть полностью закрытым. Для управления аварийными домкратами Ц3 и Ц4 используется золотник-распределитель Р1 и дроссель ДР2. При работе с аварийными домкратами дроссели ДР1 и ДР3 должны быть полностью закрытым. При установке распределителя Р1 в позицию а «Вниз» и открытии дросселя ДР2 обеспечивается подача масла от маслонасоса в поршневые полости гидроцилиндров Ц3 и Ц4.

При установке распределителя Р1 в позицию в «Вверх» и открытии дросселя ДР2 обеспечивается подача масла от маслонасоса в штоковые полости гидроцилиндров Ц3 и Ц4. При установке распределителя Р1 в позицию б «Стоп» блокируются напорные и сливные магистрали гидроцилиндров Ц3 и Ц4, и поток масла через предохранительный клапан КП1 поступает на слив. Количество жидкости, поступающее в гидроцилиндры Ц3 и Ц4, и, соответственно, скорость их перемещения регулируется дросселем ДР2. При установке распределителя Р1 в позицию в «Вверх» и открытии дросселя ДР2 обеспечивается подача масла от маслонасоса в штоковые полости гидроцилиндров Ц3 и Ц4. При установке распределителя Р1 в позицию б «Стоп» блокируются напорные и сливные магистрали гидроцилиндров Ц3 и Ц4, и поток масла через предохранительный клапан КП1 поступает на слив. Количество жидкости, поступающее в гидроцилиндры Ц3 и Ц4, и, соответственно, скорость их перемещения регулируется дросселем ДР2.

Список использованной литературы

бурение скважина гидравлический

1. Волков А.С., Рывкин А.С., Ермакова В.И. Самоходная буровая установка УКБ-200/300С. - М.: Высшая школа, 1982.

2. Гланц А.А., Алексеев В.В. Справочник механика геологоразведочных работ. - М.: Недра, 1987.

3. Дудля Н.А. Буровые машины и механизмы. - Киев-Донецк: Вища школа, 1985.

4. Кирсанов А.Н., Зиненко В.П., Кардыш В.Г. Буровые машины и механизмы. - М.: Недра, 1981.

5. Ребрик Б.М. Справочник по бурению инженерно-геологических скважин. - М.: Недра, 1990.

6. Справочник механика-геологоразведчика / В.А. Седов, В.М. Потапов, А.Б. Головченко. - К.: Техника, 1985.

7. Ушаков А.М. Гидравлические системы буровых станков. - Л.: Недра, 1988.

Размещено на Allbest.ru